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One-Time Exposure

P>Pulmonary Sensory Effects Uma diminuição da frequência respiratória é considerada uma resposta característica à irritação do tracto respiratório superior em animais experimentais e tem sido observada em animais experimentais expostos ao HCl. Outras indicações de efeitos sensoriais não foram relatadas para animais experimentais expostos ao HCl.

Swiss-Ratos Webster (quatro por grupo) expostos ao HCl a 40, 99, 245, 440, ou 943 ppm durante 10 min. mostraram uma diminuição da frequência respiratória relacionada com a dose em todas as concentrações (Barrow et al. 1977). A 99 ppm e acima, a resposta começou no primeiro minuto de exposição e esteve num patamar dentro de 5-7 min. A 40 ppm, a diminuição da respiração foi observada durante o segundo minuto de exposição, a redução da frequência respiratória foi mínima, e o regresso à linha de base foi rápido. A 245 ppm ou mais, o regresso à linha de base foi lento. O RD50 (concentração que diminuiu a frequência respiratória em 50%) para o HCl foi calculado em 309 ppm para uma exposição de 10 minutos.

Um valor RD50 de 560 ppm foi calculado para ratos Sprague-Dawley (três por grupo) expostos ao HCl a 200-1,538 ppm durante 30 minutos (Hartzell et al. 1985a). A concentração de HCl calculada para causar uma diminuição de 50% no volume do minuto respiratório foi de 605 ppm. Os valores RD50 indicam que o rato (10-min RD50 a 309 ppm) é mais sensível do que o rato (30-min RD50 de 560 ppm) à irritação sensorial induzida pelo HCl.

Porquinhos-da-índia também parecem ser menos sensíveis do que os ratos ao HCl. Quando grupos de quatro cobaias foram expostos ao HCl a 320.680.1.040, ou 1.380 ppm durante 30 min, demorou 6 min para que aparecessem sinais de irritação sensorial (frequência respiratória reduzida) a 320 ppm (Burleigh-Flayer et al. 1985). A irritação sensorial nas concentrações mais elevadas foi imediata. O tempo médio de exposição ao progresso da irritação sensorial à irritação respiratória foi aproximadamente 13 min.

Malek e Alarie (1989) expuseram cobaias ao HCl a 107, 140, 162, e 586 ppm durante até 30 min enquanto faziam exercício num aparelho de corrida. Os expostos a 140 ppm ou mais exibiam irritação de leve a grave (tosse e ofegantes).

Ao contrário dos ratos e cobaias, os babuínos aumentaram a frequência respiratória de exposição ao HCl (Kaplan 1987). Grupos de três babuínos jovens anestesiados (cetamina) expostos ao HCl a 5.000 ou 10.000 ppm, inicialmente sustiveram a respiração durante 10-20 seg. e depois aumentaram rapidamente a sua frequência respiratória. Os animais expostos a 500 ppm também aumentaram a sua frequência respiratória mas com um ligeiro atraso de 1-2 min, após o qual foi rapidamente atingido um planalto (aproximadamente 1 min).

A ordem da maior parte das espécies menos sensíveis à inalação de HCl foi o rato, cobaia, rato e babuíno.

Efeitos sobre a função respiratória e morfologia Lucia et al. (1977) expuseram ratos Swiss-Webster a concentrações de HCl variando entre 17 e 7.279 ppm durante 10 min. Vinte e quatro horas mais tarde, as passagens nasais foram examinadas para detectar indícios de danos histológicos. Foram observadas pequenas úlceras superficiais no epitélio respiratório dos ratos expostos a 17 ppm. Com 493 ppm, o epitélio escamoso das fossas externas foi severamente danificado. A 723 ppm, mais de dois terços do epitélio foi destruído, e a 1.973 ppm, toda a mucosa foi destruída.

Barrow et al. (1979) também expuseram os ratos Swiss-Webster ao HCl durante 10 min em concentrações que variavam entre 20 e 20.000 ppm e encontraram ulceração do epitélio nasal em concentrações de 120 ppm e superiores.

Stavert et al. (1991) estudaram os efeitos do HCl a 1.300 ppm (30 min) em ratos que respiram pelo nariz ou pela boca através de um tubo endotraqueal. Os respiradores do nariz desenvolveram rinite necrosante grave, e alguns animais apresentavam lesões na traqueia proximal. As lesões nasais estavam ausentes nas ratazanas respiradoras da boca, mas alterações inflamatórias estavam presentes na traqueia e pulmões.

Kolesar et al. (1993) expuseram ratazanas ao HCl a 1.500 ou 3.000 ppm durante 1 hr apenas pelo nariz. Os ratos foram sacrificados às 24 horas, 48 horas, 7 d, ou 24 d após a exposição e examinados para alterações de peso dos órgãos e para alterações patológicas e histopatológicas graves. O HCl produziu danos no epitélio superficial e nos tecidos subjacentes em ambas as concentrações. No 14º dia, a mucosa tinha sido restaurada, mas o tecido cicatrizado estava presente em animais expostos a ambas as concentrações.

Noutro estudo, grupos de quatro a oito cobaias foram expostos ao HCl a 320, 680, 1,040, ou 1,380 ppm durante 30 min (Burleigh-Flayer et al. 1985). Uma diminuição da frequência respiratória e uma fase expiratória prolongada foram interpretadas como sinais de irritação sensorial; um aumento inicial da frequência respiratória seguido de uma diminuição devido a uma pausa após cada expiração foi interpretado como um sinal de irritação respiratória. Dois de oito animais morreram durante a exposição a 1.380 ppm. Um animal no grupo de exposição a 1.380-ppm e dois de oito no grupo de exposição a 1.040-ppm morreram após a exposição. Após exposições, a função pulmonar foi avaliada em vários intervalos até 15 dias, expondo os animais ao ar ambiente, seguido de um desafio com 10% de CO2. Os autores concluíram que os volumes correntes durante a exposição tanto ao ar ambiente como ao desafio com CO2 não foram afectados pelo HCl. No entanto, foram observadas diminuições acentuadas nas taxas respiratórias a partir das taxas de base pré-exposição nos dois grupos de exposição mais elevados expostos ao ar ambiente ou a 10% de CO2. Estas alterações persistiram durante o período de observação de 15 dias. Não ocorreram alterações nos pesos pulmonares em relação aos pesos do corpo em qualquer grupo de exposição. O exame histopatológico dos pulmões do grupo exposto ao HCl a 1,040 ppm revelou alterações inflamatórias, incluindo alveolite com congestão e hemorragia 2 dias após a exposição, e inflamação, hiperplasia, e bronquite ligeira 15 dias após a exposição. Nenhum outro grupo foi examinado.

Grupos de três babuínos machos foram expostos sob anestesia com cetamina a concentrações alvo de HCl a 500, 5.000, ou 10.000 ppm durante 15 min (Kaplan et al. 1988). Dados analíticos indicavam que as exposições reais estavam dentro de 20% das concentrações alvo em todas as experiências excepto numa em que a diferença era de aproximadamente 30%. As taxas respiratórias durante as exposições aumentaram em relação às taxas de base de forma relacionada com a dose: aproximadamente 30% a 500 ppm, 50% a 5.000 ppm, e 100% a 10.000 ppm. Os volumes correntes não foram afectados pela exposição ao HCl. PaO 2 (gás sanguíneo arterial) diminuiu aproximadamente 40% durante os 15 minutos de exposição nas duas concentrações mais altas, mas não nas mais baixas, e permaneceu mais baixo pelo menos 10 minutos após as exposições antes de voltar às taxas de base na altura da análise seguinte no dia 3. Os testes de função pulmonar realizados 3 dias e 3 meses após as exposições não revelaram alterações em relação aos valores de base. As respostas dos animais desafiados no dia 3 com 10% de CO2 não foram diferentes das que foram desafiadas antes da exposição ao HCl. No entanto, a frequência respiratória parecia aumentar após 3 meses após a exposição ao HCl nos grupos 5.000- e 10.000-ppm mas não no grupo 500-ppm.

Incapacitação e Lethality Crane et al. (1985) estudaram o potencial incapacitante do gás HCl (2.000-100.000 ppm) em ratos Sprague-Dawley enquanto os ratos se encontravam numa gaiola cilíndrica rodando a 6 rotações por minuto (rpm). O tempo de incapacidade foi de 3 horas a 2.000 ppm e 5,5 minutos a 94.000 ppm. As equações de regressão eram adequadas a dois pontos finais de toxicidade (tempo até à incapacidade e tempo até à morte) utilizando uma técnica não linear de mínimos quadrados. O modelo indicava que 300 ppm era o limite para uma exposição infinitamente longa, e 3 min era o tempo mais curto até à morte com uma concentração de exposição infinita. O exame de necropsia indicou a destruição quase total das nares e faringe e poucos danos abaixo da traqueia em ratos incapacitados. As equações de resposta para incapacidade e letalidade são mostradas abaixo:

ti = 3 + 336/ (HCl -0,3) para incapacidade;

td = 3 + 411/(HCl -0,4) para letalidade.

Grupos de duas a quatro cobaias condicionadas ao exercício receberam exposição de corpo inteiro enquanto corriam no ar contendo HCl a 107.140, 162, ou 586 ppm (Malek e Alarie 1989). A exposição durou 30 min ou até as cobaias estarem incapacitadas (ou seja, já não podiam correr e não retomavam a correr). Os animais expostos ao HCl a 107 ppm completaram o protocolo de corrida de 30 min; os outros grupos foram incapacitados após uma média de 16 min (140 ppm), 1,3 min (162 ppm), e 0,6 min (586 ppm). O grupo de baixa exposição apresentou sinais de ligeira irritação, e os outros grupos mostraram sinais de grave irritação e tosse e ofegantes antes da incapacidade. A frequência respiratória diminuiu uma média de 80% em relação aos valores de base sedentários em animais incapacitados. Todos os animais do grupo de maior exposição morreram em média 3 min. desde o início da exposição. Não ocorreram mortes em nenhum outro grupo, embora os animais pudessem ter sido observados apenas brevemente após a exposição, e quaisquer efeitos retardados não teriam sido detectados. Os exames patológicos grosseiros não revelaram indicações de narinas obstruídas, pulmões hiperinsuflados, ou hemorragia pulmonar externa. Os exames histopatológicos não foram realizados. Na ausência de alterações patológicas, os autores concluíram que as mortes poderiam ter resultado de reflexos respiratórios protectores reforçados devido ao exercício, resultando num aumento da toxicidade do HCl em comparação com as exposições sedentárias.

Grupos de 10 ratos CF-1 derivados de ICR e 10 ratos CFE derivados de Sprague-Dawley foram expostos a gás HCl ou aerossol durante 5 ou 30 min para comparar a toxicidade de cada forma do composto (Darmer et al. 1974). A análise dos aerossóis indicou que nenhuma gota era maior do que 5 µm de diâmetro. Foram observados animais durante 7 dias após a exposição. O exame patológico grosseiro dos animais que morreram durante a exposição revelou alterações moderadas a graves nos pulmões e no tracto respiratório superior. Os animais que sobreviveram 7 dias após a exposição mostraram efeitos pulmonares, incluindo indicações de danos alveolares. Foram também observadas alterações histopatológicas não especificadas. Os valores LC50 de exposição ao HCl como um aerossol ou como um gás eram semelhantes (Tabela D-2). Para ratos, a média dos dois valores de LC50 a 5 min foi de 12.500 ppm e a 30 min foi de 2.400 ppm. Para ratos, a média dos dois valores de LC50 a 5 min era de 36.000 ppm e a 30 min era de 5.200 ppm. Assim, os dados de Darmer et al. (1974) indicam também que os ratos são mais sensíveis que os ratos ao HCl por inalação.

Sinais clínicos incluídos cabelo quebradiço e descolorido, dis1974 respiratório). O pico de mortalidade ocorreu em 24 horas, mas as mortes tardias foram observadas 3-4 dias depois. Os animais expostos apresentavam edema pulmonar de vários graus de gravidade, e foi observada hemorragia pulmonar em concentrações letais. Nenhum outro pormenor foi dado.

Anderson e Alarie (1980) reportaram um valor LC50 (exposição de 30 minutos, observação de 3 horas) de 10,137 ppm em ratos normais e 1,095 ppm em ratos canulados pela traqueia.

Wohlslagel et al. (1976) determinaram valores LC50 (exposição de 1 hora, observação de 14 dias) para ratos CF-1 (1,108 ppm) e ratos CFE (3,124 ppm). A exposição simultânea à alumina não alterou os valores LC50, e a exposição simultânea ao fluoreto de hidrogénio (HF) resultou apenas em efeitos aditivos. A necropsia de animais moribundos revelou congestão pulmonar e hemorragias intestinais em ratos e ratazanas e hemorragias tímicas em ratos.

Kirsch e Drabke (1982) relataram um LC50 de 30-minuto de cerca de 2.500 ppm para cobaias. As cobaias afectadas pelo HCl tinham uma elevada taxa de respiração, tossivam, sibilavam, tinham uma descarga nasal espumosa, frequentemente preestavam, e movimentavam-se lentamente.

Rabbits e cobaias expostas ao HCl a 4,291 ppm durante 30 minutos ou 670 ppm durante 6 horas (Machle et al. 1942). A exposição de coelhos e cobaias a 3,687 ppm durante 5 min foi a concentração mais elevada que não produziu mortes. A exposição mais longa de coelhos e cobaias que não resultou em mortes foi de 6 horas por dia durante 5 dias a 67 ppm.

Hartzell et al. (1985b) determinaram os valores de 5-, 10-, 15-, 22,5-, 30-, e 60- min LC50 para o gás HCl em ratos Sprague-Dawley machos a 15,900, 8,370,6,920,5,920,3,715, e 2,810 ppm, respectivamente. L(CT)50 (o produto da concentração e tempo que resulta na morte de 50% dos animais testados) os valores de HCl (Quadro D-3) variam de aproximadamente 80.000 ppm min (5-min exposição a aproximadamente 16.000 ppm) a aproximadamente 170.000 ppm-min (60-min exposição a aproximadamente 2.800 ppm).

MacEwen e Vernot (1974) combinaram os dados de Darmer et al. (1974) com os seus próprios dados de 60-min-LC50 HCl-vapor e calcularam valores L(CT)50 para ratos e ratazanas (Tabela D-4). Concluíram que a lei de Haber parecia ser aplicável ao HCl para aqueles tempos de exposição.

Efeitos oculares Ratos expostos ao vapor de HCl durante 10 minutos foram estudados para efeitos oculares (GEOMET Technologies 1981). Foram observadas significativas infiltrações de células inflamatórias a 490 ppm na conjuntiva palpebral e ocular. Foram observadas necrose corneana e infiltrações de células inflamatórias nas pálpebras a 1,074 ppm. Foram observados danos extensos no olho e pálpebras a uma concentração de 1,946 ppm e acima.

Swiss-Webster ratos foram expostos ao HCl a 20-20,000 ppm durante 10 min (Barrow et al. 1979). Foram observados danos oculares indicados pela infiltração de leucócitos polimorfonucleares da conjuntiva em animais expostos ao HCl a 480 ppm, necrose corneana a 700 ppm, e danos graves nos globos a 3.000 ppm.

Opacidades corneanas foram observadas em todas as cinco cobaias expostas ao HCl a 1.380 ppm, em quatro das seis cobaias expostas a 1.040 ppm, e numa das quatro cobaias expostas a 680 ppm (Burleigh-Flayer et al. 1985). A opacidade da córnea não foi observada em cobaias expostas a 320 ppm.

Danos oculares parecem ocorrer a concentrações semelhantes de HCl em ratos e cobaias. O nível sem efeitos para danos oculares parece estar a 400-500 ppm.

Efeitos neurocomportamentais Os babuínos simples foram expostos ao HCl a 190, 810, 890, 2,780, 11,400, 16,570, ou 17,290 ppm durante 5 min (Kaplan 1987). Os animais tinham sido condicionados a um teste de performance de fuga relativamente simples, concebido para simular a performance de fuga humana, que foi iniciado após os 5 minutos de exposição. Ocorreu um aumento no número de tentativas de fuga após a exposição, em comparação com a anterior à exposição, indicando uma resposta irritante nos animais. As tentativas de fuga aumentaram a 190 ppm. Outros sinais de irritação foram tosse e espuma na boca a 810 ppm, progredindo para uma salivação profusa, piscando e esfregando os olhos, e tremores de cabeça a concentrações mais elevadas. Os animais expostos a 16,570 e 17,290 ppm apresentavam dispneia grave que persistiu após a exposição, seguida de morte várias semanas mais tarde devido a infecções bacterianas. O exame histopatológico destes animais revelou pneumonia, edema pulmonar e traqueíte com erosão epitelial.

Kaplan et al. (1984) utilizaram um teste operante (caixa de transporte) para avaliar o desempenho de fuga em ratos expostos ao HCl. Os ratos foram expostos durante 5 minutos a concentrações que variavam entre 11.800 e 87.660 ppm. Em concentrações até 76.730 ppm, mas não a 87.660 ppm, os ratos foram capazes de escapar. Os ratos expostos a 11.800 e 14.410 não morreram, mas os expostos a 15.250 ppm ou mais morreram após a exposição e o rato exposto na concentração mais elevada morreu durante a exposição.